package cn.zjitc.algorithm.heap;

public class HeapSort {
    // 判断heap堆中索引i处的元素是否小于索引j处的元素
    private static boolean less(Comparable[] heap, int i, int j) {
        return heap[i].compareTo(heap[j]) < 0;
    }

    // 交换heap堆中i索引和j索引处的值
    private static void exch(Comparable[] heap, int i, int j) {
        Comparable tmp = heap[i];
        heap[i] = heap[j];
        heap[j] = tmp;
    }

    // 根据原数组source，构造出堆heap
    private static void createHeap(Comparable[] source, Comparable[] heap) {
        // 把source中的元素拷贝到heap中，heap中的元素就形成了一个无序的堆
        System.arraycopy(source, 0, heap, 1, source.length);
        // 对堆中的元素做下沉调整（从长度的一半处开始，往索引1处扫描）
        for (int i = (heap.length) / 2; i > 0; i--) {
            sink(heap, i, heap.length - 1);
        }
    }

    // 对source数组中的数据从小到大排序
    public static void sort(Comparable[] source) {
        // 创建堆
        Comparable[] heap = new Comparable[source.length +1];
        createHeap(source,heap);
        // 定义一个变量，记录未安排的元素中最大的索引
        int N = heap.length -1;
        while (N!=1){
            // 交换元素
            exch(heap,1,N);
            // 排序交换后最大元素所在的索引，让它不要参与堆的下沉调整
            N--;
            // 需要对索引1处的元素进行堆的下沉调整
            sink(heap,1,N);
        }
        // 把heap中的数据复制到原数组source
        System.arraycopy(heap,1,source,0,source.length);
    }

    // 在heap堆中，对target处的元素做下沉，范围是0~range
    private static void sink(Comparable[] heap, int target, int range) {
        while (2 * target <= range) {
            // 1. 找出当前节点的较大子节点
            int max;
            if (2 * target + 1 <= range) {
                if (less(heap, 2 * target, 2 * target + 1)) {
                    max = 2 * target + 1;
                } else {
                    max = 2 * target;
                }
            } else {
                max = 2 * target;
            }
            // 2. 比较当前节点的值和较大节点的值
            if (!less(heap, target, max)) {
                break;
            }
            exch(heap, target, max);
            target = max;
        }
    }
}
